25.5: Genetische recombinatie in bacteriën en virussen

Hoe gebeurt genetische recombinatie in bacteriofagen?

• Gelijktijdige infectie van een bacterie met 2 fagen met een verschillend genotype.

• Replicatie van het faag DNA.

• Aligneren van homologe stukken DNA.

• Homologe recombinatie

slide cycli bacteriofagen

Wat is transformatie

bacteriële cel neemt DNA op uit de omgeving (kan spontaan in vivo)

Hoe gebeurt homologe recombinatie na transformatie in de bacterie

• bacterie neemt DNA op uit de omgeving

• Als het opgenomen DNA homoloog is aan dat van de bacterie, kan HR plaatsvinden, als het niet homoloog zou zijn, zou het afgebroken worden.

• Er gebeuren 2 crossing overs.

• Het lineaire stuk wordt afgebroken omdat het niet kan repliceren. (plasmiden overleven wel in een bacterie omdat ze kunnen repliceren).

Wat is transductie

• Wanneer de faag de bacterie herkent zal het zijn genetisch materiaal in de bacterie injecteren

• Het is een transducerende faag

• ALs het genetisch materiaal van de faag homoloog is aan dat van de bacterie kan HR plaatsvinden

• Zelfde effect als bij transformatie

Wat is een transducerende faag

heeft een stuk DNA afkomstig van een bacterie

leg deze afbeelding uit

• virulente faag injecteerd zijn genetisch materiaal in de bacterie

• bacterie repliceerd faag DNA en host DNA wordt afgebroken

• faagpartikels kunnen gvormd worden en hierbij kan een faag partikel gevormd worden met een stuk bacterieel genoom

• faagpartikels komen vrij

• de faag met het stuk bacterieel materiaal kan andere bacteriën infecteren en zo ook homologe recombinatie veroorzaken

Wat zijn F+ en F- bacteriën

F+: bacteriën met een extra plasmide (F plasmide)

• ds en circulair

• bevat genetische info voor de F-factor

F-: zonder F plasmide

Wanneer de F-factor aanwezig is op het plasmide → F+-cel

Hoe gebeurt conjugatie tussen F+ en F- bacterie

De F+ cel is de donor en de F- cel de acceptor.

Er wordt een sex pilus gevormd, een transiënte cytoplsmatische voortplantingsbrug (mating bridge), tussen de bacteriën.

Het F-plasmide repliceert en DNA wordt uitgewisseld via de sex pilus van F+ naar F- bacterie.

Beide zijn nu F+ cellen.

Waarop is het verschil tussen F+ en F- gebaseerd

obv expressie van bepaalde receptoren in de celwand / -membraan (afhankelijk over welke bacterie het gaat) → F+ cel moet F- cel kunnen herkennen

Wat is een R-factor

plasmide met F-factor eigenschappen + antibioticum resistentie gen

Hoe gebeurt de replicatie bij bacteriën

• Replicatie in aanwezigheid van 3H-thymidine; detecteerbaar via autoradiografie (links boven)

• Thèta-replicatie begint in AT-rijke regio (‘Origin of replication’, OriC) en verloopt bidirectioneel via 2 replicatievormen; vormt intermediaire thèta structuur (links beneden)

• Replicatie gekoppeld aan splitsing (rechts beneden).

welke origins of replication hebben we

• OriC (in circulair bacterieel genoom)

  • Thèta-replicatie

• OriV (in een plasmide)

  • Thèta-replicatie

  • Rolling-circle replicatie

• OriT (in F-plasmide)

  • Rolling-circle replicatie

Thèta-replicatie is bi- / unidirectioneel

bi

Rolling circle mechanisme is bi- / unidirectioneel

unidirectioneel

Hoe gebeurt rolling circle mechanisme

• 1 DNA streng wordt geknipt door een endonuclease: vrij 3’OH en 5’P uiteinde

• DNA synthese aan 3’ (hier voegt DNA pol nucleotiden toe)

• tgv de synthese komt de andere streng vrij

Wat is een Hfr bacterie

• integratie van F factor in bacterieel genoom

• Hfr: ‘high frequency of recombination’

• de ori is er mee in gekomen en kan dus rolling circle mechanisme ondergaan

slide

Welke processen dragen bij tot ontstaan en verspreiden van antibioticum resistentie van bacteriën?a) conjugatie

b) transformatie

c) transductie

d) alle bovenstaande antwoorden zijn correct

d